A High-Resolution Spectroscopic Survey of Directly Imaged Companion Hosts: I. Determination of diagnostic stellar abundances for planet formation and composition
University of California, San Diego（加州大学圣迭戈分校）；University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Caltech-IPAC（加州理工学院IPAC）；University of Notre Dame（圣母大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）
Aneesh Baburaj, Quinn M. Konopacky, Christopher A. Theissen, Sarah Peacock, Lori Huseby, Benjamin Fulton, Roman Gerasimov, Travis S. Barman, Kielan K. W. Hoch
We present the first results of an extensive spectroscopic survey of directly imaged planet host stars. The goal of the survey is the measurement of stellar properties and abundances of 15 elements (including C, O, and S) in these stars. In this work, we present the analysis procedure and the results for an initial set of five host stars, including some very well-known systems. We obtain C/O ratios using a combination of spectral modeling and equivalent width measurements for all five stars. Our analysis indicates solar C/O ratios for HR 8799 (0.59 $\pm$ 0.11), 51 Eri (0.54 $\pm$ 0.14), HD 984 (0.63 $\pm$ 0.14), and GJ 504 (0.54 $\pm$ 0.14). However, we find a super-solar C/O (0.81 $\pm$ 0.14) for HD 206893 through spectral modeling. The ratios obtained using the equivalent width method agree with those obtained using spectral modeling but have higher uncertainties ($\sim$0.3 dex). We also calculate the C/S and O/S ratios, which will help us to better constrain planet formation, especially once planetary sulfur abundances are measured using JWST. Lastly, we find no evidence of highly elevated metallicities or abundances for any of our targets, suggesting that a super metal-rich environment is not a prerequisite for large, widely separated gas planet formation. The measurement of elemental abundances beyond carbon and oxygen also provides access to additional abundance ratios, such as Mg/Si, which could aid in further modeling of their giant companions.
Precise dynamical masses of new directly imaged companions from combining relative astrometry, radial velocities, and Hipparcos-Gaia eDR3 accelerations
A High-Resolution Spectroscopic Survey of Directly Imaged Companion Hosts: III. Characterization of the Cold Imaged Planet Hosts AF Lep A and $ε$ Indi A
Northwestern University（西北大学）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Notre Dame（圣母大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）
本研究利用高分辨率Gemini/GHOST光谱表征冷成像行星宿主AF Lep A与ε Indi A，测得其太阳型丰度比，行星丰度相对宿主升高，支持行星核吸积形成理论。
Host-star metallicities and kinematics of directly imaged brown-dwarf companions
Università degli Studi di Milano（米兰大学）；Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）；Visvesvaraya Technological University（维斯瓦纳塔亚理工大学）；Vikram Sarabhai Space Centre, ISRO（印度空间研究组织维克拉姆·萨拉巴伊太空中心）；St. Albert’s College（圣阿尔伯特学院）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）；Physical Research Laboratory（物理研究实验室）；Indian Institute of Technology, Dhanbad（印度理工学院丹巴德分校）；Pontificia Universidad Católica de Chile（智利天主教 Pontificia 大学）
The search for disks or planetary objects around directly imaged companions: A candidate around DH Tau B
近几十年来，人们通过间接和直接的探测方法发现了数千颗亚恒星伴星。在本文中，我们把注意力集中在用直接成像技术探测到的亚恒星伴星上，主要目标是调查它们的近距离环境，寻找更多的伴星和卫星，以及盘和环。任何这样的发现都将揭示许多尚未解决的问题，特别是关于它们可能的形成机制。为了揭示直接成像的同伴的束缚特征，我们需要抑制来自源本身的贡献。因此，我们开发了一种方法的基础上的负假同伴（NEGFC）技术，首先估计的位置在视场（FoV）和通量的成像同伴，然后减去一个重新缩放的模型点扩散函数（PSF）从成像同伴。接下来，它执行技术，如角差分成像（ADI），以进一步消除恒星的准静态图案。我们应用该方法与SPHERE在SHINE GTO调查中观察到的亚恒星物体的样本。在我们分析的27颗行星和褐矮星中，我们探测到了一个可能的点源，靠近DH Tau B。这颗候选伴星在四次不同的SPHERE观测中被探测到，估计质量为$\sim 1$ M \textsubscript{Jup}，与褐矮星的质量比为$1/10$。这个双星系统，如果得到证实，将是第一个这样的系统，为这种双星的形成机制，演化和频率开辟了有趣的问题。为了解决后者，残差和对比度达到了25个伴星的样本观测与SPHERE。如果DH Tau Bb伴星是真实的，则得到的双星分数是$\sim 7\%$，这与对场棕矮星的结果很好地一致。
MIRACLES: atmospheric characterization of directly imaged planets and substellar companions at 4-5 $μ$m. I. Photometric analysis of $β$ Pic b, HIP 65426 b, PZ Tel B and HD 206893 B
The CRIMSON survey I: super-stellar SiO in the directly imaged companion TWA 5 B from high-resolution M-band spectroscopy
University of Oxford（牛津大学）；University of Warwick（华威大学）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Laboratoire Lagrange（拉格朗日实验室）；University of Birmingham（伯明翰大学）；Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天文学研究所）；Università degli Studi di Torino（都灵大学）；INAF-Osservatorio Astrofisico di Torino（意大利国家天体物理研究所都灵天文台）
A survey of the linear polarization of directly imaged exoplanets and brown dwarf companions with SPHERE-IRDIS. First polarimetric detections revealing disks around DH Tau B and GSC 6214-210 B
年轻的巨行星和褐矮星同伴发出近红外辐射，可以线性偏振高达百分之几。这种偏振现象可以揭示出星下吸积盘的存在，旋转引起的大气扁率，或者大气尘埃云的不均匀分布。我们测量了近红外线偏振的20个已知的直接成像的系外行星和褐矮星同伴与高对比度成像仪SPHERE-IRDIS在VLT。我们使用IRDAP管道减少了数据，以校正仪器偏振和串扰，偏振度的绝对偏振精度<0.1%。我们报告了第一次探测到来自亚恒星同伴的偏振，DH Tau B和GSC 6214-210 B在H波段的偏振为百分之零点几。通过将测量到的偏振与邻近恒星的偏振进行比较，我们发现这种偏振不太可能是由星际尘埃引起的。因为同伴们先前已经测量过氢的发射谱线和红色，所以偏振极有可能来自环亚恒星盘。通过辐射转移模型，我们约束的磁盘的位置角度，并发现磁盘必须有很大的倾角。这些盘的存在以及DH Tau B的盘与其主星周围的盘的错位表明伴星是在原地形成的。对于其他18个同伴，我们没有检测到显着的极化和地方subpercent上限的极化程度。这些未被探测到的现象可能表明没有环亚恒星盘，年轻伴星的旋转速度很慢，上层大气主要含有亚微米大小的尘埃颗粒，和/或有限的云不均匀性。最后，我们给出了DH Tau，GQ Lup，PDS 70，Beta Pic和HD 106906的拱星盘的图像。
ELemental abundances of Planets and brown dwarfs Imaged around Stars (ELPIS): II. The Jupiter-like Inhomogeneous Atmosphere of the First Directly Imaged Planetary-Mass Companion 2MASS 1207 b
Orbital fitting of imaged planetary companions with high eccentricities and unbound orbits -- Application to Fomalhaut b and PZ Telescopii B
对主序星的伴星进行成像通常可以探测到轨道运动的投影。MCMC已经成为非常流行的拟合他们的轨道。其中一些伴星似乎在非常偏心的轨道上运动，可能是无约束的轨道。这是外行星北落师门b和褐矮星伴星PZ Tel B的情况。对于这样的轨道，标准MCMC代码假设只有约束轨道可能是不合适的。我们开发了一个新的MCMC实现能够处理绑定和未绑定的轨道，以及在一个连续的方式，我们将其应用到北落师门b和PZ Tel B的情况下。此代码基于通用开普勒变量和Stumpff函数形式主义。我们提出了两个版本的这个代码，第二个使用一组不同的角度变量，旨在避免退化时产生的投影轨道运动是准径向的，因为它是PZ Tel B的情况下。我们还提出了PZ Tel B的其他观测结果。该代码适用于北落师门b和PZ Tel B。关于北落师门b，我们确认以前的结果，但我们表明，开放的轨道解决方案也是可能的。然而，偏心率分布峰值约为0.9的约束制度。我们提出了第一个成功的轨道拟合PZ Tel B，特别是偏心率分布呈现出一个尖锐的峰值非常接近e=1，这意味着一个准抛物线轨道。最近有人提出，看不见的内部同伴可能会导致轨道拟合算法人为地给出高偏心率。我们表明，这一警告是不太可能适用于北落师门b。对于PZ Tel B，一个内部的~12 MJup伴星将模拟一个e=1的轨道，尽管实际的离心率在0.7左右，但是动力学分析表明这样的系统是不稳定的。我们得…
MIRACLES: atmospheric characterization of directly imaged planets and substellar companions at 4-5 $μ$m. II. Constraints on the mass and radius of the enshrouded planet PDS 70 b
SaNDi-SHoP: Searching for Satellites'N'Disks with a Star-Hopping Program II. Spectrophotometric analysis and orbital monitoring of directly imaged companions
Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales（迪亚斯·波萨莱斯大学工程与科学学院天体物理研究所）；Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons (YEMS)（年轻系外行星及其卫星千年核心计划）；INAF-Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；Departamento de Física, Universidad de Santiago de Chile（圣地亚哥智利大学物理系）；Center for Interdisciplinary Research in Astrophysics and Space Science (CIRAS), Universidad de Santiago de Chile（圣地亚哥智利大学天体物理学与空间科学跨学科研究中心）；Department of Physics and Astronomy, Texas A&M University（德克萨斯农工大学物理与天文学系）；European Southern Observatory（欧洲南方天文台）
WIde Separation Planets In Time (WISPIT): Two directly imaged exoplanets around the Sun-like stellar binary WISPIT 1
Leiden University（莱顿大学）；University of Galway（高威大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；SRON Netherlands Institute for Space Research（荷兰空间研究所）
SaNDi-SHoP: Searching for Satellites'N'Disks with a Star-Hopping Program I. Analysis of the close surroundings of DI companions
INAF-Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales（迭戈波特莱斯大学工程与科学学院天体物理研究所）；Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons (YEMS)（年轻系外行星及其卫星千年核心（YEMS））；Departamento de Física, Universidad de Santiago de Chile（圣地亚哥智利大学物理系）；Center for Interdisciplinary Research in Astrophysics and Space Science (CIRAS), Universidad de Santiago de Chile（圣地亚哥智利大学跨学科天体物理学和空间科学研究中心）；Department of Physics and Astronomy, Texas A&M University（德克萨斯农工大学物理与天文学系）
